第2章 寄存器(CPU工作原理)
2.1 通用寄存器
8086CPU的所有寄存器都是16位,可以存放两个字节。AX、BX、CX、DX四个寄存器通常用来存放一般性的数据,被称为通用寄存器。
一个16位寄存器可以存储一个16位的数据。
那么一个16位寄存器所能存储的数据的最大值为多少呢?
8086CPU的上一代CPU中的寄存器都是8位的,为了保证兼容,使原来基于上代CPU编写的程序稍加修改就可以运行在8086之上,8086CPU的AX、BX、CX、DX四个寄存器都可分为两个可独立使用的8位寄存器来使用:
AX可分为AH和AL;
BX可分为BH和BL;
CX可分为CH和CL;
DX可分为DH和DL;
2.3 汇编指令
汇编指令举例:
mov ax,18 将18送入寄存器AX AX=18
mov ah,78 将78送入积存器AH AH=78
add ax,8 将寄存器AX中的数值加上8 AX=AX+8
mov ax,bx 将寄存器BX中的数据送入寄存器AX AX=BX
add ax,bx 将AX和BX中的数值相加,结果存在AX中 AX=AX+BX
在写一条汇编指令或一个寄存器的名称时不区分大小写,如:mov ax,18和MOV AX,18的含义相同;bx和BX的含义相同。
注意:如果单独把AH和AL做为两个独立的8位寄存器来用,那么它们两个就是两个不相关的寄存器,不要错误的认为,诸如add al,93H的指令产生的进位会存储在ah中,add al,93H进行的是8位运算。
如果执行add ax,93H,低8位的进位会存储在ah中,CPU在执行这条指令时认为只有一个16位寄存器ax,进行的16位运算。指令add ax,93H执行后,ax中的值为:0158H。此时,使用的寄存器是16位寄存器ax,add ax,93H相当于将ax中的16位数据00c5H和另一个16位数据009CH相加,结果是16位的0158H。
在进行数据传送或运算时,要注意指令的两个操作对象的位数应当是一致的,例如:
mov ax,bx
mov bx,cx
mov ax,18H
mov al,18H
add ax,bx
add ax,20000
等都是正确的指令,而
mov ax,bl (在8位寄存器和16位寄存器之间传送数据)
mov bh,ax (在16位寄存器和8位寄存器之间传送数据)
mov al,20000 (8位寄存器最大可存放值为255的数据)
add al,100H (将一个高于8位的数据加到一个8位寄存器中)
等都是错误的指令,错误的原因都是指令的两个操作对象的位数不一致。
在8086CPU加电启动或复位后(即CPU刚开始工作时)CS和IP被设置为CS=F000H,IP=FFFFH,即在8086PC机刚启动时,CPU从内存FFFF0H单元中读取指令执行,FFFFOH单元中的指令是8086PC机开机后执行的第一条指令。
现在,我们更清楚了CS和IP的重要性,它们的内容提供了CPU要执行指令的地址。
mov指令不能用于设置CS、IP的值,原因很简单,因为8086CPU没有提供这样的功能。8086CPU为CS、IP提供了另外的指令来改变它们的值。能够改变CS、IP的内容的指令被统称为转移指令。
我们现在介绍一个最简单的可以修改CS、IP的指令:jmp指令。
若想同时修改CS、IP的内容,可用指令“jmp 段地址: 偏移地址”完成,如:
jmp 2AE3:3,执行后:CS=2AE3H,IP=0003H,CPU将从2AE33H处读取指令。
jmp 3:0B16,执行后:CS=0003H,IP=0B16H,CPU将从00B46H处读取指令。
若想仅修改IP的内容,可用指令“jmp 某一合法寄存器”完成,如:
jmp ax,指令执行前:ax=1000H,CS=2000H,IP=0003H
指令执行后:ax=1000H,CS=2000H,IP=1000H
指令“jmp 某一合法寄存器”的功能为:用寄存器中的值修改IP。
jmp ax,在含义上类似于mov IP,ax这样的指令。
CPU只认被CS:IP指向的内存单元中的内容为指令,所以,要让CPU执行我们放在代码段中的指令,必须要将CS:IP指向所定义的代码段中的第一条指令的首地址。
对于上面的例子,我们将一段代码存放在123BOH-123BAH内存单元中,将其定义为代码段,如果要让这段代码得到执行,可设CS=123BH,IP=0000H。
段地址在8086CPU的段寄存器中存放。当8086CPU要访问地址时,由段寄存器提供内存单元的段地址。8086CPU有4个段寄存器,其中CS用来存放指令的段地址。
CS存放指令的段地址,IP存放指令的偏移地址。
8086机中,任意时刻,CPU将CS:IP指向的内容当作指令执行。
8086CPU的工作过程:
1:从CS:IP指向内存单元读取指令,读取的指令进入指令缓冲器;
2:IP指向下一条指令;
3:执行指令。(转到步骤1,重复这个过程。)
查看CPU和内存,用机器指令和汇编指令编程
1:预备知识:Debug的使用
(1)什么是Debug?
Debug是DOS,Windows都提供的实模式(8086方式)程序的调试工具,使用它,可以查看 CPU各种寄存器中的内容、内存的情况和在机器码级别跟踪程序的运行。
(2)我们用到的Debug功能
用Debug的R命令查看、改变CPU寄存器的内容;
用Debug的D命令查看内存中的内容;
用Debug的E命令改写内存中的内容;
用Debug的U命令将内容中的机器指令翻译成汇编指令;
用Debug的T命令执行一条机器指令;
用Debug的A命令以汇编指令的格式在内存中写入一条机器指令;
(3)进入Debug
Debug是在DOS方式下使用的程序。我们进入Debug前,应先进入到DOS方式,用以下方式可 以进入DOS:
1:重新启动计算机,进入DOS方式,此时进入的是实模式的DOS;
2:在Windows中进入DOS方式,此时进入的是虚拟8086模式的DOS;
下面说明在Windos2000中进入Debug的一种方法,在Windows98中进入的方法与此类似。
开始-运行-输入command
进入DOS方式后,如果显示为窗口方式,可以按下Alt+Enter键将窗口变成全屏方式,然后 运行Debug程序。
具体使用方法看P46。